人类与外星人交流得靠数学
量子力学理论形成后,科学家们很快意识到牛顿的物理学和数学无法达到量子水平,我们需要更先进的数学工具。
宇宙中充满了各种奇怪的事件,如恒星爆发、星系间碰撞等。在这些灾难性事件的背后是各种数学和物理原理。自从138亿年前的大爆炸以来,任何现象都隐藏着深刻的物理原理。解决这些物理问题的关键在于使用数学工具。对科学家来说,数学是宇宙中最美丽的语言。没有数学,宇宙仍然会被黑暗统治。如果我们掌握了高阶数学,我们也许能够发现更多的宇宙奥秘,从中我们可以看出数学是智能生物和宇宙之间“交流”的语言工具。
早期人类部落使用简单的数学来追踪月亮或太阳的周期,并使用计数方法来进行简单的统计。在古巴比伦文明的考古中发现了早期数学的应用。对人类来说,似乎我们都有天生的数学能力,或者我们可以认为数学是大自然赋予我们思考宇宙的方式。在此基础上,我们可以构建一个更复杂的数学系统来进一步了解宇宙。从伽利略发明望远镜开始,我们开始观察宇宙。开普勒发现行星的轨道是椭圆形的。当时,数学工具仍然非常有限,这限制了我们对太阳系的理解。
在天文学和物理学领域,数学的重要性不言而喻。艾萨克·牛顿爵士用微积分方法精确计算了哈雷彗星的轨道,并预测了其他天体的轨道。牛顿进一步发展了开普勒行星轨道的数学公式,并产生了开普勒第三定律的牛顿版本——万有引力公式,这是人类文明史上最重要的方程。今天,我们仍然可以感受到开普勒第三定律,它不仅局限于太阳系,还可以延伸到太阳系以外的天体运行。
关于数学对天文学的贡献,最典型的例子是海王星的发现。法国数学家在天王星的特殊轨道上发现了海王星。发现过程只需要羊皮纸和墨水来确定海王星的轨道。当我们进入20世纪时,量子力学理论开始成形。科学家们很快意识到牛顿的物理和数学无法达到量子水平。我们需要更多的高等数学。爱因斯坦的广义相对论和狭义相对论代表着数学将进入一个新的发展时期。目前,科学家面临的挑战是如何开发一种能够统一量子世界和宏观世界的数学方法。它的背后隐藏着我们宇宙的终极奥秘。可以说,我们通过数学与造物主进行了对话。
上一篇:如何确保你的孩子不讨厌数学
下一篇:大脑活动揭示儿童如何学数学